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专利名称：具有水密壳体的流量计单元的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种超声波流量计单元，例如如消费量表中所使用的流体流的超声波测量。特别地，本发明提供了一种具有水密壳体(water-tight casing)的超声波流量计单兀。
背景技术：
超声波流量计通常适用于测量与消费量(例如热、冷气、水或气体)的计费相关的流体流，所述超声波流量计具有能够是金属的或聚合物的外罩(housing)，所述外罩具有贯通孔形式的腔以接收待测量的流体流。在所述外罩端部中的每一个上都具有连接其他流体流元件的连接装置。在外罩中安装多个超声波探头以测量流体流的速度。在多数流量计中使用两个超声波探头，分别用于发送和接收超声波信号，但也见到具有一个超声波探头的型式和具有多于两个超声波探头的型式。而且，用于操作超声波探头的电子电路通常安装在单独的套中并且固定到外罩上。大多数电子电路实施在印刷电路板(PCB)上。在典型的金属流量计外罩中，贯通孔在外罩外侧和测量管之间，能够使超声波信号从外罩的外侧通过所述孔穿透到测量管。由于超声波信号在直接穿透金属材料时很弱， 因而贯通孔是必需的。为了防止超声波探头与流过外罩的流体接触的效果，在流体和超声波探头之间插入防护膜。更具体地，每个超声波探头粘结到薄的板状金属膜上，然后放入注射模制聚合物件中，注射模制聚合物件中还包括连接到超声波探头的电连接件。这个子组件然后放置到流量计外罩中。然而，现有技术的超声波流量计的一个共同问题是其复杂程度，和因此高费用和大时间频度(timeframe)，包括制造时间太长。另一问题是所提到的制造超声波流量计的方法需要专门使用一种特定类型的外罩，这样必须为每个流量计型式制造大量的专门设计的零件。而且，问题是难于防止流量计的电子零件受潮，从而这些零件能够具有长的寿命， 例如20年，即使流量计安装在潮湿环境中。

发明内容
鉴于上述，可以看出本发明的目的在于提供一种用于超声波测量流体流的改进的超声波流量计和一种比现有技术所用的制造方法的复杂度更低水平的制造流量计的改进的方法，并且上述仪表还应当提供高通用性和长寿命。因此，在第一方面中，本发明提供一种超声波流量计单元，其布置成测量流体的流动速率，所述单元包括第一和第二超声波探头，以允许超声波信号通过流体在所述第一和第二超声波探头之间行进；电路板，其具有布置成用于操作所述第一和第二超声波探头的电子电路；以及
共同的防护膜，例如金属薄板，其布置成防护所述第一和第二超声波探头，其中， 所述共同防护膜形成水密壳体的一部分，例如IP68类型的壳体，并且其中，所述第一和第二超声波探头和所述具有布置成用于操作所述第一和第二超声波探头的电子电路的电路板定位在所述水密壳体内。由于围绕所述探头和电子电路的所述水密壳体用于防止这些零件受潮，因而即使所述单元使用在冷气计中，所述敏感零件被保护以免于潮气，这保证了这些零件的长的寿命，所以，这种单元是有利的。而且，所述共同防护膜应理解为允许超声波信号在第一和第二超声波探头之间来回穿透，它们通过共同防护膜在大致彼此平行的方向上发送和接收超声波信号，并且其中该方向优选垂直于由共同防护膜延伸的平面，所述第一和第二超声波探头优选布置在所述水密壳体内。对于“水密壳体”，应理解为至少用于保护内部零件免于潮气。在用作冷气计时，在这些部件上将产生这种潮气，即在所述部件具有低温而其中周围的潮气相对高的地方。这样，至少所述水密壳体能够防止这种潮气，并且就入口保护(IP)类型而言，所述水密壳体应理解为至少遵守IP65类(防止从所有方向受限的入口允许喷入低压喷气)。优选地，所述壳体还遵守IP66类(防止从所有方向受限的入口允许直接喷洒)，IP67类(防止从15cm 到Im的浸入影响)或甚至IP68类(防止从15m或50英尺完全、连续浸没在水中)。对于所述共同防护膜布置成防止所述探头直接接触待测量流体的型式，该共同防护膜当然应能够使所述探头与所讨论的流体密封隔离，即包括将导致共同防护膜机械磨损的流体中的可能颗粒。对于布置成安装在承压外罩上的型式，所述探头将通过外罩的壁发送/接收超声波信号，即根据所谓匹配层原理操作，所述外罩用于提供所述单元和在测量管内部的流体之间的密封。这意味着共同防护膜只需要厚度和密封性能以保证所提到的密封隔离潮气。进一步地，由于这种单元能够很多不同的应用中，即安装在不同类型的外罩上和测量管装置上，无论是否形成消费量计的一部分或形成另一种类型的需要测量流体流的应用的一部分，因而这种单元提供了高通用性。所述单元还非常适用于不同应用中，并且由于一个单个型式能够适应许多应用，因而能够使用高度自动化的生产线大批量地制造，因而能够制造成低成本部件。再进一步地，所述制造因利用所需要的相对低数量的单个元件而简化，因而还减少单个制造步骤的必需数量，特别是所述探头使用自动表面安装技术直接钎焊到电路板的表面上。本发明提供一种非常通用的独立单元，用于测量流体的流速的许多种应用中。能够设置一种简单的电接口，例如测量的流动速率被输出为脉冲。这种接口可减少到一个单个电插脚，如参见欧洲专利申请公开No. 2042837，如具有用作电气接地器的金属的部分壳体。在这里，所述单元容易地装配到不同应用中。在一些实施例中，电池设置在所述水密壳体中，这样允许得到具有简单电接口的完全自足的流量计单元。进一步地，由于所述单元的相当紧凑的尺寸，特别是电子电路被改进以使在所述第一和第二超声波探头之间的有限距离上得到高测量精度的型式中，如欧洲专利申请EP 09180619. 0(2009年12月23日提出申请)所述的那样，应用的范围扩大。这意味着所述单元能够用在仅有限的空间可用于流速传感器的应用中。相关应用的实例是用于计费目的的消费量计、在体检或医学监护中的血流测量、食品工业中的原料流、机器(例如机动车)中的水、空气或燃料流、提供给加热/冷却元件的单个源或组(或者基于流的测量的有关加热/冷却功率)以作为反馈到加热/冷却控制系统的流。在另一个实施例中，所述水密壳体包括在其表面上的电连接器，所述电连接器可以电连接到电子电路，其具有电连接到电路板上的电子电路的至少一个插脚，例如两个插脚或多个插脚。这允许从所述水密壳体外侧电连接到存在于所述水密壳体内部的电子电路，并且因而提供所述单元的电接口。电连接器中的插脚的数量取决于所述电接口，但如上所述，来自所述单元的流速能够仅利用一个插脚接口进行通信。可优选多个插脚，例如用于向电子电路提供电功率。水密壳体的一部分可以由金属形成，并且因而提供外部电气接地连接，所述水密壳体的一部分例如是共同防护膜。所述电连接器优选穿透所述水密壳体，例如利用水密的密封穿通线，因而允许流量计单元遵守IP68分类。在有利的实施例中，密封穿通线是能够保持长期水密密封的穿通线类型的玻璃密封穿通线。然而，也可使用其他类型的密封穿通线实施，如本领域技术人员所公知的那样。优选地，所述共同防护膜形成所述水密壳体的底部部分，并且其中，所述水密壳体的顶部部分连接到底部部分，例如利用钎焊或焊接形式的热成形方法连接。能够使用不同类型的焊接，例如激光焊接或超声波焊接。这样，在这种实施例中，所述水密壳体是两个单体式的部分制成的，例如相同材料的两个部分或不同材料的两个部分。在优选实施例中，所述共同防护膜是金属制成的，例如不锈钢，并且其中，所述共同防护膜用于电连接第一和第二超声波探头，例如将所述第一和第二超声波探头电连接到电气接地。由于所述超声波探头能够与水密壳体外侧的装置通过导电壳体电连接，这是有利的。进一步地，电子电路可以经过所述共同防护膜连接到所述两个探头的电气接地终端。 在其他实施例中，所述共同防护膜由例如PPS的聚合材料形成。所述共同防护膜可以具有第一和第二凹陷，所述第一和第二凹陷成形为分别接收所述第一和第二超声波探头。这便利所述超声波探头相对于所述共同防护膜安装。优选地，所述第一和第二超声波探头与电路板一起形成在物理上单独的单元，优选使用表面安装技术将所述两个超声波探头安装到电路板上。由于所述包括探头和电路板的在物理上单独的单元在其安装到所述水密壳体中之前已经形成一个功能单元，因此这对高效生产是必要的。这样，在将该单独的单元安装在水密壳体中的最后组装步骤中，能够在测试装置进行测试，因而在设置到最终的流量计单元之前的初期状态中被排除。因此，由于不合格的种类在初期状态中被发现，并且此外在自动制造中已经去除了相当复杂的电线处理和探头与电路板之间的电线连接，因此生产成本能够降低。还有，由于更少的零件和连接而得到更可靠的流量计。而且，这还能够导致超声波流量计的寿命增加。此外，因减小了公差而可能实现高精度。在优选实施例中，所述第一和第二超声波探头利用一个或多个固定构件而相对于电路板保持在适当位置中，特别地，这种固定构件可能包括钎焊和/或夹子，特别是导电的夹子。更优选地，用于两个探头中的每一个的至少一个电终端直接钎焊到电路板的表面上的导电路径上，以使所述探头电连接到电子电路和将所述探头机械地固定到电路板。如上所述，所述探头的其他电终端则与由金属形成的共同防护膜电连接。在第二方面中，本发明提供一种包括根据第一方面的超声波流量计单元的装置。特别地，这种装置可以是独立的流量计或另一种类型的装置，其中，所述超声波流量计单元形成集成的部分或者形成可更换的部分，例如用插头和插座连接而连接到装置的其他部分的部分。 在第四方面中，本发明提供一种流量计，所述流量计布置成测量流过测量管的流体的流速，其中，所述流量计包括外罩，其具有在其内部布置的测量管，以及根据第一方面的超声波流量计，其相对于所述外罩布置，以便允许超声波信号在所述第一和第二超声波探头之间通过测量管中的流体行进。在第五方面中，本发明提供一种包括根据第四方面的流量计的消费量计，并且特别地，所述消费量计可以是热量计，冷气计，水表或燃气表。在第六方面中，本发明提供一种制造超声波流量计单元的方法，所述方法包括形成共同防护膜，例如准备金属薄板，所述共同防护膜布置成防护第一和第二超声波探头；设置第一和第二超声波探头；将所述第一和第二超声波探头电连接到电路板，所述电路板具有用于操作所述第一和第二超声波探头的电子电路，例如将所述第一和第二超声波探头的至少一个电终端直接钎焊到电路板，以及将所述防护膜机械地连接到至少一个其他零件，例如用钎焊或焊接，以形成围绕所述第一和第二超声波探头与布置成用于操作所述第一和第二超声波探头的电子电路的水密壳体。这种组装程序的优点在于能够非常容易地执行且仅需要很少的部件。而且，如已经描述的，所述方法能够在短时间内完成。具体的制造方法包括将防护膜连接到至少一个其他零件，以形成水密壳体，并且其中，所述第一和第二超声波探头定位在所述水密壳体中。优选的制造方法包括在将所述第一和第二超声波探头相对于所述共同防护膜安装之前，将所述第一和第二超声波探头机械地固定到电路板上。在第七方面中，本发明提供一种制造流量计的方法，所述方法包括制造根据第六方面的超声波流量计，以及相对于具有布置在其内部的测量管的外罩安装所述超声波流量计，以便允许超声波信号通过测量管中的流体在所述第一和第二超声波探头之间行进。当提到优点时，应当理解的是，该优点可以看做是本发明提供的可能的优点，但还可以理解为本发明特别地，但不是唯一地，有利于得到所述优点。应当理解的是，针对第一方面描述的优点适用于所有其他所述的方面。进一步地， 第一方面的实施例无论如何都可以与其他所述方面组合。参照后面描述的实施例，本发明的这些和其他方面、特征和/或优点将变得很明
显，很清楚。


参照附图，将仅以实例的方式描述本发明的实施例，在附图中
图1显示具有共同防护膜的超声波流量计；图2显示具有共 同防护膜的超声波流量计的分解图；图3在图3A中显示水密壳体和在图3B中水密壳体的部分剖切图示；以及图4显示现有技术的超声波流量计，其具有用于两个超声波探头的单独金属防护膜。
具体实施例方式图1显示超声波流量计的透视图，所述超声波流量计具有金属的流量计外罩120， 流量计外罩120具有适用于流体在其中流动的测量管114。水密壳体附接到流量计外罩 120，水密壳体包围两个超声波探头和一个具有用于控制超声波探头的电子电路的电路板。 水密壳体包括顶部部分134和共同防护膜132。共同防护膜132在所示实施例中是金属的， 但在其他实施例中，共同防护膜132能够用其他材料制成，例如聚合材料。形成水密壳体的两个部分132、134可以用不同的方法组装，例如如果两个部分132、134都是金属制成的，使用焊接方法，然而两个部分132、134优选成形为配合在一起，并且组装方法选择为，使得在两个部件之间形成坚固的水密密封，例如使用从制造如罐或罐头的金属容器得知的原理。通过插脚130提供从水密壳体的外侧电连接到电子电路，插脚130被引导通过玻璃密封件128而形成玻璃密封的穿通线。在优选实施例中，玻璃密封的穿通线的安装法兰被激光焊接到壳体顶部部分上，以保证不穿透地装配。所示实施例具有三个插脚，然而，在其他实施例中能够是其他数量的插脚，例如，如上所述，减少到一个插脚。支架116辅助固定水密壳体。玻璃密封的穿通线仅仅显示穿通线的执行过程的实例，其他执行过程也可以使用。在测量单元(具有测量电路的电路板和超声波探头)的特定实施例中，测量单元例如形式为水密密封的测量单元，能够设置更多的插脚130以能够不同角度地接合到相应连接器上，相应连接器附接于第二单元，计算单元，计算单元包括计算电路和显示元件，显示元件布置成显示测量的数量。因此，消费量计能够设有相对于通常关于外罩固定的测量单元旋转显示器的可能性，即使计算单元与测量单元成为一个整体，例如在一个共同壳体中，如与外罩一体形成的一个共同壳体。因为容易适用于在任何给定管道安装中舒服地读出显示器的示数而不论消费量计外罩的实际取向，这种消费量计是有利的。在安装过程中， 安装人员能够以适于舒服地读出给定安装中显示器的示数的方式连接计算单元与测量单兀。图2显示类似于图1中所示超声波流量计的超声波流量计的分解视图。在图2中显示超声波流量计的部件，包括水密壳体的顶部部分134、插脚130、玻璃密封件128、第一和第二超声波探头206、电路板202、电路板中的贯通孔208、电子电路204、共同防护膜132、 内部具有测量管114的流量计外罩120。所示实施例中的超声波探头206为陶瓷的压电元件。优选地，探头206至少部分地电连接到电路板202，并且利用表面安装技术机械地附接到电路板202。所示实施例的共同防护膜132具有第一和第二凹陷236，第一和第二凹陷 236成形为分别接收第一和第二超声波探头206。在所示实施例中，第一和第二凹陷236之间的距离匹配关于电路板202布置的第一和第二超声波探头206之间的距离。而且，该距离匹配外罩120的第一和第二探头接收位置之间的距离。
在顶部部分134中存在用于玻璃密封的穿通线突出的孔。在本发明的优选实施例中，共同防护膜132通过深拉形成。在本发明的另一实施例中，共同防护膜132能够通过深拉或模冲形成。类似地，顶部部分134通过深拉或模冲形成。在有利的实施例中，顶部部分 134的材料厚度大于共同防护膜132的相应材料厚度共同防护膜132和顶部部分134的形状和尺寸优选布置成，使得超声波探头206 能够固定在相对于外罩120的适当位置中，例如利用所示的中间元件207，中间元件207用于将探头固定在共同防护膜132和顶部部分134之间。设置支架116以便将探头206的位置固定到外罩。在所示实施例中，支架116设有用于螺纹连接的孔形式的安装装置，以将支架安装在流量计外罩120上。因此，支架116用于将共同防护膜132按压在外罩120上，并且因而用于利用中间弹性0形环209按压到共同防护罩132和外罩120之间而提供水密密封到外罩120。在有利的实施例中，顶部部分134和支架116成为一个整体，可能单件式的，例如支架116的安装装置能够是法兰形式的。贯通孔208与一个或多个固定构件适用于将超声波探头206固定到电路板202，以便提供包括电路板202和超声波探头206的在物理上单独的单元。替代实施例具有代替贯通孔的非贯通腔或平坦表面。图3A显示水密壳体338的透视图，在水密壳体338中放置包括电路板和超声波探头的在物理上单独的单元，由水密壳体包围，水密壳体形成为包括顶部部分134、共同防护膜132和玻璃密封件128的套。通过插脚130提供电连接到电子电路，插脚130穿过玻璃密封件128形成玻璃密封穿通线。所示实施例能够在不受到液体或潮气侵入的条件下浸入液体中，并且不会因浸入到液体中而发生任何有害的影响。所示实施例根据标准EIEC60529 分类为IP68，然而，如果壳体如上所述是水密的，具有其他分类的其他实施例也是可能的。图3B显示图3A的实施例的局部剖切图，没有显示大致一半的共同防护膜132和一半的顶部部分134。这使包括具有电子电路204的电路板202和固定于它的超声波探头的水密壳体的内部显现出来。通过插脚130提供从水密壳体的外部电连接到电子电路，通插脚130被引导通过玻璃密封件128而形成玻璃密封的穿通线。而且，在本实施例中，导电的共同防护膜连接到电气接地以及两个超声波探头，因而用于将两个超声波探头连接到电气接地。在所示实施例中，电子电路204的部件包括表面安装装置(SMD)部件，即适合于表面安装技术的部件，优选以相同的方法将探头安装在电路板202上。在本实施例中，顶部部分134和共同防护膜132通过钎焊彼此连接。然而，在替代实施例中，连接可以用激光焊接完成。由于激光焊接能够对材料局部加热，使材料在焊接时仅有小的热挠曲，因而用激光焊接是有利的。在另一替代实施例中，连接使用弹性力密封完成，例如搭扣配合。在又另一替代实施例中，所示壳体用胶密封或者通过施加在彼此面对的相邻表面上的反向力完成密封，施加所述力以便将所述表面按压在一起，其中，所述表面之间可存在多种密封材料中的一种。甚至更进一步地，顶部部分134和共同防护膜132能够利用螺杆连接在一起。图4显示现有技术的超声波流量计的透视图，其具有金属的流量计外罩420，流量计外罩420具有适用于流体在其中流动的测量管414。附接到流量计外罩上的是第一防护膜432a和第二防护膜432b，用于在运行过程中屏蔽超声波探头406直接接触在外罩内部流动的流体。还显示插脚430，插脚430用于电连接在超声波探头406和用来操作探头406的电子电路之间。支架116用于按压探头406紧靠外罩420。在这个现有技术实施例中，超声波探头和用于操作探头的电子电路(未图示)没有被防护以免于潮气，因而这种流量计不适合使用在冷气计(cooling meter)中，由于探头和电子器件则将因冷却流体的低温所引起的冷凝产生的潮气而被损坏，并且进一步地，在能够检测仪表的功能前需要探头406、电子电路和外罩420的整个组件。这些缺点通过根据本发明的流量计单元克服。在下面，实施例E1-E16描述本发明的可能附加实施例。El. 一种布置成测量流过测量管的流体的流动速率的超声波流量计，所述流量计包括 外罩(120)，其具有布置在内部的测量管；第一和第二超声波探头(206)，其相对于外罩(120)布置成使得超声波信号通过测量管中的流体在第一和第二超声波探头(206)之间行进；以及电路板(202)，其具有布置成用于操作第一和第二超声波探头(206)的电子电路 (204)，以及共同防护膜(132)，例如金属薄板，布置成防止第一和第二超声波探头(206)与流体接触。E2.根据El所述的超声波流量计，其中，所述共同防护膜(132)形成例如IP68类壳体的水密壳体(338)的一部分，并且其中，所述第一和第二超声波探头(206)定位在所述水密壳体(338)内。E3.根据El所述的超声波流量计，其中，所述电路板(202)具有布置成用于操作第一和第二超声波探头(206)的电子电路(204)，具有电子电路(204)的电路板(202)定位在所述水密壳体(338)内。E4.根据E2或E3所述的超声波流量计，其中，所述水密壳体(338)包括在其表面上的电连接器，所述电连接器具有电连接到电路板(202)上的电子电路(204)的至少两个插脚(130)。E5.根据E4所述的超声波流量计，其中，所述电连接器例如利用玻璃密封的穿通线(128)穿透所述水密壳体。E6.根据E2-E5中的任意一项所述的超声波流量计，其中，所述共同防护膜(132) 形成所述水密壳体(338)的底部部分，并且其中，所述水密壳体的顶部部分(134)连接到所述底部部分(132)，例如利用钎焊或激光焊接过程中的热成形方法连接。E7.根据E1-E6中的任意一项的超声波流量计，其中，所述共同防护膜(132)是用金属制成的，并且其中，所述共同防护膜(132)用于电连接所述第一和第二超声波探头 (206)，例如将所述第一和第二超声波探头(106)电连接到电气接地。E8.根据E1-E7中的任意一项所述的超声波流量计，其中，所述共同防护膜(132) 包括第一和第二凹陷(236)，所述第一和第二凹陷(236)成形为分别接收所述第一和第二超声波探头(206)。E9.根据E1-E8中的任意一项所述的超声波流量计，其中，所述第一和第二超声波探头(206)与所述电路板(202) —起形成在物理上单独的单元。E10.根据E9所述的超声波流量计，其中，所述第一和第二超声波探头(206)利用一个或多个固定构件，例如一个或多个钎焊点(soldering)或者一个或多个夹子，相对于电路板(202)保持在适当位置上。Ell.根据El-ElO中的任意一项所述的超声波流量计，其中，所述共同防护膜 (132)是用金属或用聚合材料形成的。E12.消费量计包括根据El-Ell中的任意一项所述的流量计，其中，所述消费量计是热量计、冷气计、水表或燃气表中的一种。E13. 一种制造超声波流量计的方法，所述方法包括形成共同防护膜，所述共同防护膜布置成防护第一和第二超声波探头；相对于所述共同防护膜安装第一和第二超声波探头；安装具有电子电路的电路板，所述电子电路布置成用于操作所述第一和第二超声波探头，以及相对于具有测量管布置在其中的外罩安装所述第一和第二超声波探头。E14.根据E13所述的方法，包括将所述防护膜机械地连接至少一个其他部分以形成水密壳体，并且其中，所述第一和第二超声波探头定位在所述水密壳体中。E15.根据E13或E14所述的方法，包括在相对于所述共同防护膜安装所述第一和第二超声波探头之前，将所述第一和第二超声波探头机械地固定到电路板。总之，本发明提供了一种超声波流量计单元，例如一种形成用于超声波测量流体流的流量计的一部分的单元。所述单元包括两个超声波探头206、具有布置成用于操作所述超声波探头206的电子电路204的电路板202、以及用于防护探头206的共同防护膜132， 共同防护膜132例如是金属薄板。共同防护膜132形成水密壳体的一部分，水密壳体例如是IP68类壳体。两个超声波探头206和具有电子电路204的电路板202定位在水密壳体中，并且因而被防护以免于潮气损坏。玻璃密封的穿通线128能够用于提供外部电接触到电子电路204，即用于输出电流动速率信号。因为这种流量计单元提供紧凑且坚固的单元， 所以这种流量计单元在许多应用中是非常通用的。所述单元能够与许多类型的装置一起使用或者集成到许多类型的装置中，例如流量计，如用于计费目的的消费量计或许多其他工业用或家用应用中。虽然结合优选实施例描述了本发明，但本发明并非旨在限制于这里所阐明的具体形式。而是，本发明的保护范围仅由所附权利要求书限定。在这部分中阐明所述公开的实施例的特定具体细节的目的在于说明而非限制，以便提供对本发明的清楚透彻的理解。然而，本领域技术人员应当容易地理解的是，在不显著偏离本公开的精神和保护范围的条件下，本发明能够在不与这里所阐明的细节精确地相符的其他实施例中实践。进一步地，在上下文中，并且为了简洁、清楚的目的，省略了已知设备、电路和方法的详细描述，以避免不必要的细节和可能的误解。在权利要求中，术语“包括”不排除存在其他元件或步骤。此外，虽然在不同的权利要求中包括单个特征，但这些单个特征可以有利地组合起来，并且包括在不同的权利要求中不意味着特征的组合是 不可行的和/或不利的。此外，单数表示并不排除复数。“一个”、 “第一”、“第二”等的表示不排除复数。附图标记包括在权利要求书中，但所包括的附图标记仅仅为了清楚目的，不应当解释为限制权利要求的保护范围。
权利要求
1.一种超声波流量计单元，其布置成测量流体的流动速率，所述单元包括第一和第二超声波探头O06)，其允许超声波信号通过所述流体在所述第一和第二超声波探头(206)之间行进；电路板002)，其具有布置成用于操作所述第一和第二超声波探头Q06)的电子电路 (204)，以及共同防护膜(132)，其布置成防护所述第一和第二探头006)，且其例如是金属薄板， 其中，所述共同防护膜(23 形成水密壳体(338)的一部分，所述水密壳体(338)例如是 IP68类壳体，并且其中，所述第一和第二超声波探头(206)和具有布置成用于操作所述第一和第二超声波探头(206)的电子电路(204)的电路板(20 定位在所述水密壳体(338)。
2.根据权利要求1所述的单元，其特征在于，所述水密壳体(338)在其表面上包括具有例如至少两个插脚的至少一个插脚(130)的电连接器，所述电连接器电连接到所述电路板(20 上的电子电路004)。
3.根据权利要求4所述的单元，其特征在于，所述电连接器例如利用玻璃密封的穿通线(128)穿透所述水密壳体(338)。
4.根据前述权利要求中的任意一项所述的单元，其特征在于，所述水密壳体的顶部部分(134)连接到所述底部部分(132)，例如用钎焊或焊接形式的热成形方法连接。
5.根据前述权利要求中的任意一项所述的单元，其特征在于，所述共同防护膜(132)是用金属制成的，并且其中，所述共同防护膜(132)用于电连接所述第一和第二超声波探头006)，例如将所述第一和第二超声波探头(106)电连接到电气接地。
6.根据前述权利要求中的任意一项所述的单元，其特征在于，所述共同防护膜(13 包括第一和第二凹陷036)，所述第一和第二凹陷(236)成形为分别接收所述第一和第二超声波探头(206)。
7.根据前述权利要求中的任意一项所述的单元，其特征在于，所述第一和第二超声波探头O06)与所述电路板(20 —起形成在物理上单独的单兀。
8.根据权利要求7所述的单元，其特征在于，所述第一和第二超声波探头(206)利用一个或多个固定构件相对于所述电路板(202) 固定就位，例如所述第一和第二超声波探头O06)的至少一个电终端直接钎焊到所述电路板(202)。
9.根据前述权利要求中的任意一项所述的单元，其特征在于，所述共同防护膜(132)是由金属或由聚合材料形成的。
10.一种包括根据权利要求1-9中的任意一项所述的超声波流量计单元的装置。
11.一种布置成测量流过测量管的流体的流动速率的流量计，其中，所述流量计包括外罩(120)，在其内部布置有测量管，以及根据权利要求1-9中的任意一项所述的超声波流量计，其相对于所述外罩(120)布置成，使得允许超声波信号通过所述测量管中的流体在所述第一和第二超声波探头(206)之间行进。
12.一种包括根据权利要求11所述的流量计的消费量计，其中，所述消费量计是热量计、冷气计、水表和燃气表中的一种。
13.—种制造超声波流量计单元的方法，所述方法包括形成共同防护膜，例如准备金属薄板，所述共同防护膜布置成防护第一和第二超声波探头；设置第一和第二超声波探头；将所述第一和第二超声波探头电连接到具有布置成用于操作所述第一和第二超声波探头的电子电路的电路板，例如将所述第一和第二超声波探头直接钎焊到所述电路板，以及将所述防护膜机械地连接到至少一个其他部分，例如通过钎焊或焊接，以便形成围绕所述第一和第二超声波探头和布置成用于操作所述第一和第二超声波探头的电子电路的水密壳体。
14.一种制造流量计的方法，所述方法包括制造根据权利要求13所述的超声波流量计单元，以及相对于外罩安装超声波流量计单元，所述外罩具有布置在其内部的测量管以便允许超声波信号通过所述测量管中的流体在所述第一和第二超声波探头之间行进。
全文摘要
一种超声波流量计单元，例如一种形成用于超声波测量流体流的流量计的一部分的单元。所述单元包括两个超声波探头206，具有布置成用于操作所述超声波探头206的电子电路204的电路板202，以及共同防护膜132，共同防护膜132例如是金属薄板，用于防护所述探头206。所述共同防护膜132形成水密壳体的一部分，所述水密壳体例如是IP68类型的壳体。所述两个超声波探头206和具有电子电路的电路板202定位在所述水密壳体内，并且因而防止潮气损害。玻璃密封的穿通线128能够用于提供外部电连接到所述电子电路204，即用于输出电流动速率信号。由于这种流量计单元提供了一种紧凑的、坚固的单元，所以这种流量计单元在许多应用中是非常通用的。这种单元能够与许多类型的装置一起使用，或集成到许多类型的装置中，如流量计，例如用于计费目的的消费量计或者在许多其他工业用或家用应用中。
文档编号G01F1/66GK102369418SQ201080014629
公开日2012年3月7日 申请日期2010年3月25日 优先权日2009年4月2日
发明者S·T·尼尔森 申请人:卡姆鲁普股份有限公司